Part-SU8112 3つの円の集合計算ー1

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遊学社 長山 訓
Part-SU8112 ●3つの円の集合計算ー1
P a r t - S U8111 では,円が2つだけでした。このため,集合(領域)は4つ
しかありませんでした。サッカーが好きな人たちと,バレーボールが好きな
人たちの2つの円(グループ)の場合,次の4つでした。
a サッカーは好きで,バレーは好きでない人たち
b バレーは好きで,サッカーは好きでない人たち
c サッカー,バレーのどちらも好きな人たち
d サッカー,バレーのいずれも好きでない人たち
ここに,テニスが好きな人たちの円を加えるとどうなるでしょうか。こう
なると,S P I のレベルは超えており,少なくとも初級~中級レベル,問題の
構造によっては上級レベルとなります。
さて,この場合,集合は次に示す8つになります。
a サッカーだけ好きな人たち b バレーだけ好きな人たち c テニスだけ好きな人たち d サッカーとバレーの2つだけ好きな人たち
e サッカーとテニスの3つだけ好きな人たち
f バレーとテニスの2つだけ好きな人たち g サッカー,バレー,テニスの3つとも好きな人たち
h サッカー,バレー,テニスの3つとも好きでない人たち
では,次のア~カのことがわかっているとき,
「3つとも好きでない人」は
何人いるでしょうか。
ア 調査対象の総数は 100 人
イ サッカーが好きな人は 72 人
ウ バレーが好きな人は 58 人
エ テニスが好きな人は 48 人
オ いずれか1つだけ好きな人は 30 人
カ 3つとも好きな人は 16 人
式を立てると,次のようになります。
総 数
a+b+c+d+e+f+g+h= 100 求めるのはhです。
30 16 サッカーが好き a+d+e+ 16 = 72
バレーが好き b+d+f+ 16 = 58
テニスが好き c+e+f+ 16 = 48
総数 100 人
サッカーが好き 72 人
a
h
e
d
g= 16
c
b
f
バレーが好き 58 人
テニスが好き 48 人
SU8112- 2
※a,b,c,d,e,fの個別
の各領域の人数は,情報不足の
ため算出できません。
というか,求められていないの
ですから,算出できるとしても,
算出する必要がありません。
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遊学社 長山 訓
どうすればいいのか,よくわからないときは,イ,ウ,エの総和を求めて
みましょう。 サッカーが好き a + d + e + 16 = 72
バレーが好き b + d + f + 16 = 58
+ )
テニスが好き c + e + f + 16 = 48
a+b+c+2(d+e+f)+ 48 =178
30
上記より, 2(d+e+f)= 178 - 30 - 48 = 100
d+e+f= 50 となります。
これを総数の式に代入すると,h=4となります。
a+b+c+d+e+f+g+h= 100
30 50 16
以上の解法は,集合計算の万能薬とも言える最もオーソドックスなアプロー
チですが,多数の英字を使いました。このため,計算そのものは決して難解
ではないものの,少し煩雑な作業という印象は免れません。
そこで,次に「延べ人数」を利用したアプローチを紹介します。
延べ人数というのは,3つのスポーツのうち,
1つだけが好きな方1人は,1人として,
2つだけが好きな方1人は,2人として,
3つすべて好きな方1人は,3人として,
1つも好きでない方1人は,0人として計算するというものです。
ここでは,3回に分けて挙手していただくという設定にします。
サッカー好きな人は挙手して → a+d+e+ 16 = 72 人が挙手
バレーが好きな人は挙手して → b+d+f+ 16 = 58 人が挙手
+)テニスが好きな人は挙手して → c+e+f+ 16 = 48 人が挙手
3回の挙手合計 a+b+c+2(d+e+f)+ 48 = 178 本の挙手
つまり, 実際の人数(実数といいます)は 100 人ですが,
延べ人数では計 178 人となります。
実数
1つだけ好き
30 人
2つだけ好き
m人
3つとも好き
16 人
1つも好きでない n人
合計(総数)
100 人
延べ人数
1× 30 = 30 人
2× m = 2m人
3× 16 = 48 人
0× n = 0人
72 + 58 + 48= 178 人
上記の延べ人数より, 2m = 178 - 30 - 48 = 100(人)
m = 50(人)
実数より, n = 100 -(30 + 50 + 16)=4(人)
となります。
なお,延べ人数を利用するアプローチはどんな問題にでも適用できるわけ
ではありません。どんなときに適用できるかについては,有料提供ファイル
の Part-SU8121 でお話します。
SU8112- 3
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遊学社 長山 訓
問題 SU-8112
①ある大学1年生 100 人を対象として,
サークル(部活を含む)活動への参加,
アルバイトの経験およびボランティア活動の経験の有無について調査した
ところ,次のア~オのことが判明した。
ア)サークルの経験がある学生は 74 人であった。
イ)アルバイトの経験がある学生は 77 人であった。
ウ)ボランティアの経験がある学生は 51 人であった。
エ)いずれか1つだけの経験がある学生は 25 人であった。
オ)3つとも経験がある学生は 33 人であった。
Q1)3つのうち,2つだけ経験がある学生は何人か。
Q2)1つも経験がない学生は何人か。
②上記①において,さらに細かく調査したところ,次のカ,キのことが判明
した。
カ)サークルだけ経験がある学生は8人であった。
キ)サークルとアルバイトの2つだけ経験がある学生は 24 人であった。
Q3)このとき判明する各集合の人数をすべて求めなさい。
(少し,難しいですよ)。
SU8112- 4
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遊学社 長山 訓
問題 SU-8112 の解答
総数 100 人
サークル経験 75 人
a
h
e
d
33
c
b
f
アルバイト経験 77 人
ボランティア経験 51 人
総数 = a+b+c+d+e+f+ 33 +h= 100 … ★
25 サ a + d+e + 33 = 74
ア b + d+f + 33 = 77
+)
ボ c + e+f + 33 = 51
a+b+c+2(d+e+f)+ 99 = 202 … ◎
25
◎を変形して2(d+e+f)= 78 経験あり
実数 延べ
よって,
1つだけ
25
25
Q1)d+e+f= 39(人) 2つだけ
m
2m
この結果を★に代入すると,
3つとも
33
99
Q2)h=3(人)
なし
n
0 合計
100 202
上記より,
2m= 78
m= 39
n=3(図のh)
② a=8,d= 24 のとき,
Q3)下線部が新たに判明します。つまり,すべてが判明します。
サークル 8+ 24 +e+ 33 = 74 より,e=9
総 数 8+b+c+ 24 +9+f+ 33 +3= 100
変形すると,b+c+f= 23 ………………… ⅰ
アルバイト b+ 24 +f+ 33 = 77 →b+f= 20 …… ⅱ
ボランティアc+ 9+f+ 33 = 51 →c+f=9 …… ⅲ
b+c+2f= 29 … ⅱ+ⅲ
- ) b+c+ f= 23 … ⅰ f=6
アルバイト
ボランティア
b+ 24 +6+ 33 = 77
c+ 9+6+ 33 = 51
SU8112- 5
よって,b= 14
よって,c=3